
Диагностика уплотнения почвы с помощью пенетрометра
Использование тяжелых колесных тракторов и почвообрабатывающих машин, увеличение числа операций, выполняемых на полях, приводит к значительному подпахотному слою почвы и образовыванию так называемой плужной подошвы. В результате уплотнения увеличивается объемная масса почвы и ее сопротивление при обработке.
Плужная подошва препятствует проникновению воды в нижний горизонт и подъему ее в пахотный слой, что снижает активность почвенной микрофлоры и способствует развитию водной эрозии на склоновых землях. На равнинах и в низинах она приводит к образованию мокрых блюдец, что, в конечном итоге, приводит к снижению урожайности на 25-30%. Именно поэтому регулирование плотности почвы должно быть рассмотрено как основной аспект в любой системе обработки почвы.
Различают две формы уплотнения: поверхностное и подземное. В то время как поверхностное уплотнение можно частично уменьшить при стандартной обработке почвы, подземное уплотнение останется на глубине, ниже которой обычно обрабатывается почва. В некоторых случаях разрушение или разрезание подземной уплотненной почвы приводит к заметному повышению уровня урожайности.
Для измерения степени и глубины подземного уплотнения используется диагностический инструмент – пенетрометр или измеритель уплотнения почвы. Этот инструмент помогает производителям определить, может ли глубокая обработка почвы быть полезной и на какой глубине следует использовать глубокорыхлитель.
Идея использования пенетрометра в полевых условиях состоит в том, чтобы создать лучшие условия для корней растений. Надеемся, что почва будет соответствовать полевой емкости в разные моменты вегетационного периода. В течение этих периодов корни смогут проникать в почву с низким сопротивлением. Сопротивление увеличится, когда почва высохнет, и тогда ожидается, что рост корней будет ограничен. Однако, когда влажность почвы снова увеличится, сопротивление упадет, и рост корней возобновится.
- Что представляет из себя пенетрометр?
Пенетрометр состоит из нержавеющего стального конуса с углом наклона 30°, переходной металлической штанги и манометра давления (см. рисунки 1a и 1b). В комплекте с прибором идут два наконечника: один с диаметром основания 1,91 см (¾ дюйма) предназначен для мягких почв, а другой с диаметром основания 1,27 см (½ дюйма) – для твердых почв. Наконечник немного шире переходной штанги, чтобы ограничить трение штанги о почву. На штанге пенетрометра нанесены отметки глубины погружения: 7,62 см; 15,24 см; 22,86 см; 30,48 см; 38,10 см; 45,72 см, позволяющие определить глубину погружения.
При измерении результат сопротивления сразу виден на манометре, находящемся в верхней части прибора. На этом циферблатном индикаторе имеются соответственно две шкалы для одного и другого наконечника. Манометр показывает давление в фунтах на квадратный дюйм в 3 зонах (см. цветной рисунок), отличающиеся по цвету, и сообщающие о состоянии грунта:
🟢Зона зеленого цвета (от 0 до 200 фунтов на квадратный дюйм) - плотность от 0 до 14 кг/м². Отличные условия для прорастания посаженных культур.
🟡Зона желтого цвета (от 200 до 300 фунтов на квадратный дюйм) - плотность от 15 до 21 кг/м². Сообщает о хороших условиях прорастания посаженных растений.
🔴Зона красного цвета (от 300 и более фунтов на квадратный дюйм) - плотность от 22 кг/м² и более. Показатель плохих условий прорастания корневой системы.
- Как пользоваться пенетрометром?
Пенетрометр разработан таким образом, чтобы имитировать корень растения. Конечно, корень растения живой и гораздо меньше пенетрометра, поэтому можно ожидать, что пенетрометр будет иметь некоторые недостатки.
При использовании пенетрометра в полевых условиях его следует погружать вертикально в почву засчет равномерного давления на рукоятки и начать измерение. Вначале стрелка находится в зеленой зоне – это слой почвы, который разрыхлен и не уплотнен. Затем на глубине около 40 см сопротивление внезапно возрастает, и стрелка переходит в красную зону – это уплотненный слой глубоких плужных подошв. При дальнейшем погружении давление снижается, и стрелка переходит в желтую зону – это указывает на прохождение плужной подошвы.
Вдавливая пенетрометр в почву, запишите глубину, на которой превышен уровень 300 фунтов на квадратный дюйм, используя градуировку на стержне пенетрометра. Этот уровень является верхней границей зоны уплотнения. Продолжайте нажимать на пенетрометр. Запишите глубину, при которой проникновение падает ниже 300 фунтов на квадратный дюйм. Это нижняя часть зоны уплотнения. Для каждой точки измерения есть два числа: верхняя часть зоны уплотнения и нижняя часть зоны уплотнения. Если сопротивление проникновению никогда не превышает 300 фунтов на квадратный дюйм, у вас будут пробелы в обоих пространствах, что указывает на отсутствие серьезного уплотнения, ограничивающего рост корней. Если сопротивление проникновению увеличивается выше 300 фунтов на квадратный дюйм, но никогда не опускается ниже 300 фунтов на квадратный дюйм, в зоне уплотнения дна нет.
Показания, полученные с помощью пенетрометра, называются индексом конуса. Их следует снимать, когда вся глубина почвы достигает максимальной плотности (обычно это происходит примерно через 24 часа после сильного дождя). Лучшее время года для измерения уплотнения – весна, потому что в это время обычно вся глубина профиля почвы хорошо увлажняется после зимы. Если почва слишком влажная (илистая), то уровень уплотнения может быть недооценен, поскольку почва ведет себя как жидкость. Если же почва слишком сухая, то степень уплотнения может быть завышена, так как корни смогут проникать в почву при ее увлажнении.
Индекс конуса должен измеряться в соответствии с рельефом обработки почвы, следами колес, рядами растений и другими узнаваемыми признаками на поле. Например, если вы знаете участки с колесным движением, измерьте проходы на трассе и за ее пределами и сообщайте о них отдельно. Если на поле есть зоны с глубоким слоем почвы, измерьте сопротивление проникновению в зону с глубоким слоем почвы и за ее пределами. Если есть посеянные ряды, проведите измерения внутри и между рядами и сообщите о них отдельно. Снимайте отдельные показания для участков с интенсивным движением транспорта и без него.
Количество показаний в полевых условиях зависит от желаемой точности. В качестве первого приближения снимите несколько предварительных показаний в нескольких местах, чтобы разработать стратегию отбора проб. Значения индекса конуса, вероятно, могут быть весьма изменчивыми, поэтому для каждого поля требуется несколько показаний. Чрезвычайно полезно сравнивать значения индекса конуса в полевых условиях с измерениями на нетронутых участках.
📚 Источник: по материалам Diagnosing Soil Compaction Using a Penetrometer (Soil Compaction Tester)
Автор: prepared by Sjoerd W. Duiker, assistant professor of soil management.
www. extension.psu.edu





Нет комментариев